TiC弥散强化灰铸铁汽缸套材料的组织及性能研究.doc

开尔纳米产品应用论文（周报） 论文名称TiC弥散强化灰铸铁汽缸套材料的组织及性能研究一、本期推介粉体：TiC陶瓷颗粒1、 主要技术指标（与本论文相关联的指标）：TiC陶瓷颗粒，粒度较粗形式，粒度不易控制（我公司纳米TiC相对来说是优势，TiC陶瓷颗粒越细，晶粒细化越明显）2、 本期重点推介的性能（关键词、句）：TiC陶瓷颗粒；铸铁；磨损2、 产品应用的主要内容（使用方法、简易流程等）：1、主要原理（机理）叙述： 1）、TiC陶瓷颗粒在铁水结晶过程中成为晶核相，大大增加成晶数量和减少晶粒尺寸，细化合金晶粒，改善合金性能（硬度、韧性、抗拉、耐磨）。晶粒越细，单位体积内的晶粒界面越多，晶界间原子排列比晶粒内部的排列更加紊乱，位错密度密度较高，晶界对正常晶格的滑移位错产生缠结，不易穿过晶界继续滑移，变形抗力增大，强度提高。 2）、在均匀材料中加入硬质颗粒，利用弥散的超细微粒阻碍位错的运动，从而提高材料在高温下的力学性能。机械合金化过程中TiC陶瓷颗粒形貌、尺寸变化以及增强相的含量对复合材料抗拉强度、硬度及显微结构都有较大的影响。 2、使用工艺、过程描述： 1）、共制备三种材料，#为基体灰铸铁，2#和3#材料为TiC强化灰铸铁材料，都采用原位合成工艺制备2）、其中2#采用基体铸铁熔体冲入预置有钛粉和石墨粉末预制块的浇包中，在高温熔体中，预制块中的Ti和C发生反应，保温数分钟，待反应完全后按正常工艺浇注。3）、而3#材料则采用添加Fe-Ti中间合金的方式制备，在中频炉中的铸铁料熔化后，先根据相应TiC含量进行增碳处理，然后加入Fe-Ti中间合金，保温一定的时间后按正常工艺浇注4）、实验测得的基体合金的化学成分如表1所示，2#和3#材料中加入2%（质量分数）的TiC上述三种材料均采用水冷铁模离心浇注成缸套毛坯，试验用试样从毛坯上截取5）、室温压缩试验在CMT5305型万能试验机上进行，应变速率为10-3S-1。硬度测试在HB-187.5型布氏硬度计上进行。基体和强化铸铁的显微组织采用OLYMPUS金相显微镜和扫描电镜(SEM)观察分析。组织中的相组成则用XRD分析。磨损试验在MM200型磨损试验机上进行，具体磨损试验参数如表2所示根据传统磨损造成试样的体积损失来衡量磨损性能的好坏。用读数显微镜测量磨痕的宽度，计算出磨损的体积，其计算式为：式中：h为磨轮的宽度；D为磨轮的直径；b为磨痕宽度3、改性后产品的功能描述： 1）、采用添加粉末预制块的强化铸铁，其微观组织中出现了大量的莱氏体组织，而采用添加Fe-Ti中间合金制备的强化铸铁获得了较理想的金相组织，2）、在铸铁基体中引入TiC颗粒后，材料的硬度和强度得到显著提高，3）、在强化铸铁材料中，TiC颗粒作为增强相，改善了材料的磨损性能三、 TiC 纳米粉体应用前景描述：1、适用的产品范围：气缸套2、成本分析（添加比例范围、成本增加或降低）：此试验所用TiC颗粒，并不是纳米级别，所以添加比例按照金属变质剂事业部的方案，粉体的添加量在0.02%（中间合金的添加量在2%），成本略有增加，性价比是优势四、参考文献：1、著作、刊物： TiC弥散强化灰铸铁气缸套材料的组织及性能研究1、东南大学材料与工程学院，江苏南京211189；2、江苏爱吉斯海珠机械有限公司，江苏淮安223100 2、相关的网站网址：/view/ef0b12ec81c758f5f61f67e1.html 公司统一联系信息：安徽省合肥市高新区天湖路17号电话：市场部总机总机）、5316874（直播） 纳米金属变质剂招商事业部（055